Žmogaus veiklos poveikis anglies ciklui

Anglies ciklas yra vienas iš kelių biogeocheminių ciklų, kurių metu įvairūs gyvybei reikalingi junginiai, tokie kaip vanduo, azotas, siera, anglis ir fosforas yra nuolat perdirbami medžiagų apykaitos, geologinių ir meteorologinių procesus. Anglis atmosferoje yra anglies dioksidas ir ištirpsta vandenynuose, kaip organinė anglis gyvuose organizmuose ir kaip nuosėdų mineralų, tokių kaip kalcio karbonatas, dalis. Paprastai anglies judėjimas tarp šių skirtingų rezervuarų efektyviai subalansuojamas, todėl anglies kiekis kiekviename yra santykinai pastovus arba keičiasi tik per tūkstantmečius. Tačiau po pramoninės revoliucijos žmonės degina iškastinį kurą ir išleidžia į atmosferą didžiulį anglies kiekį, o tai gali turėti toli siekiantį poveikį klimatui ir ekosistemoms.

Anglis yra vienas iš svarbiausių gyvenimo elementų ir pagal apibrėžimą yra visų organinių molekulių dalis. Anglies dioksidą atmosferoje fotosintetiniai augalai, dumbliai ir fitoplanktonas, dar vadinami „gamintojais“, paverčia organine anglimi. Beveik visi kiti organizmai, įskaitant visus gyvūnus, anglį gauna iš šių gamintojų. Visi organizmai, įskaitant gamintojus, išskiria anglies dioksidą dėl ląstelių kvėpavimo - proceso, kurio metu angliavandeniai yra metabolizuojami, kad išsiskirtų gyvybei reikalinga energija. Tarp fotosintezės ir ląstelių kvėpavimo poveikio anglies ciklai tarp atmosferos ir biosferos. Svarbiausios išimtys yra tie organizmai, daugiausia fitoplanktonas ir kiti gyvūnai, kurių apvalkalai pagaminti iš kalcio karbonatas, kuris yra užkasamas po nuosėdomis vandenyno dugne, kol jų anglis gali išsiskirti skilimas. Ši anglis efektyviai pašalinama iš biologinių ir atmosferos anglies ciklo dalių, galiausiai įgaunant kalkakmenio arba, esant tam tikroms sąlygoms, naftos, anglies ar gamtinių dujų pavidalą.

Tuo pačiu metu, kai pamažu formuojasi daugiau kalkakmenio ir anglies turinčių mineralų, vėjo ir kritulių jėgos lėtai ardo esamas nuosėdas. Kalkakmenis ir kitas nuosėdas ištirpina lietaus vanduo, išleidžiant anglį atgal į biosferą. Subdukcija, kuri atsiranda, kai viena tektoninė plokštė priverčiama veikti kita, taip pat yra svarbi anglies ciklo dalis. Anglies nuosėdos yra pakankamai toli po paviršiumi, kad ištirptų, galiausiai išskirdamos anglį. Ši anglis išsiskiria staiga, kaip dalis ugnikalnio išsiveržimų, ir palaipsniui, nutekant per karštas versmes, įtrūkimus ir angas.

Pagrindinis žmogaus poveikis anglies ciklui yra deginant iškastinį kurą, kuris į atmosferą išskiria kitaip užkasamą anglį. Iškastinis kuras, įskaitant naftą, gamtines dujas ir anglį, naudojamas beveik visuose pasaulio ekonomikos aspektuose. Lengvieji automobiliai yra akivaizdžiausias pavyzdys, tačiau daugiau anglies dvideginio iš tikrųjų gamina anglies ir gamtinių dujų gamyklos, gaminančios elektrą tiek pramoniniam, tiek gyvenamajam gyvenimui. Pramoninis žemės ūkis taip pat naudoja iškastinio kuro energiją. Visos dirbtinės trąšos sintetinamos proceso metu, deginant iškastinį kurą - paprastai gamtines dujas. Įvairūs tyrimai stebėjo anglies dvideginio pokyčius per pastarąjį pusšimtį metų. Ilgiausią tyrimą 1958 m. Pradėjo Charlesas Keelingas Havajuose, ir tai rodo, kad atmosferos anglies kiekis sparčiai auga. Ledo šerdžių duomenys rodo, kad anglies kiekis yra didesnis nei per pusę milijono metų

Dėl plataus miškų naikinimo, ypač atogrąžų vietovėse, skaidant išsiskiria daugiau anglies ir mažiau fotosintezė, procesas, kurio metu augalai ir kai kurios bakterijos naudoja saulės spindulių energiją angliavandeniams sukurti iš anglies dioksido atmosfera. Nors kai kurios vietovės buvo atidėtos laukinių gyvūnų išsaugojimui, kur kas labiau jas pažeidžia deginimas ir plyni kirtimai medienos derliaus nuėmimo ir žemės ūkio paskirties žemės valymo tikslais.

Didžiausią susirūpinimą dėl didėjančio anglies dvideginio kiekio kelia tai, kad anglies dioksidas yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Jis sulaiko Žemės paviršiaus infraraudonąją spinduliuotę, kuri priešingu atveju išeitų į kosmosą, efektyviai izoliuodama planetą ir padidindama jos temperatūrą. JT tarptautinė klimato kaitos komisija kartu su daugeliu žmonių mokslo bendruomenėje mano, kad žmonės pakankamai sutrikdo anglies ciklą, kad smarkiai pakeisti pasaulio klimatą, o tai gali turėti milžiniškų padarinių biologinei įvairovei, žemės ūkiui, orams ir bendrai kiekvienos ekosistemos sveikatai. planeta.